Русский

Stellite 6B

Кованый кобальт-хромовый сплав с выдающейся стойкостью к заеданию и высокой механической вязкостью. Идеален для ЧПУ-компонентов клапанов, насосов и авиационных систем, требующих стойкости к скользящему износу и высокой надёжности.

Введение в Stellite 6B

Stellite 6B — деформируемый кобальтовый сплав, известный исключительной стойкостью к задирам, высокой износостойкостью и вязкостью в широком диапазоне температур. В отличие от большинства сплавов Stellite, которые изготавливаются литьем или наплавкой, Stellite 6B производится деформационной обработкой (горячая ковка и отжиг), что обеспечивает более высокую механическую целостность и лучшую обрабатываемость без потери коррозионной и термической стойкости.

Компоненты из Stellite 6B, обработанные на станках с ЧПУ, широко применяются в клапанных системах, насосах, промышленных режущих инструментах и авиационных конструкциях. Сплав идеально подходит для применений со скользящим износом, ударными нагрузками, кавитацией и термоциклированием — что делает его востребованным в энергетике, химической промышленности, морской отрасли и нефтепромысловом оборудовании.

Химические, физические и механические свойства Stellite 6B

Stellite 6B (UNS R30016 / AMS 5894 / ASTM F90) — кобальтовый сплав, упрочняемый твердым раствором и карбидами, изготавливаемый горячей деформацией для повышения вязкости и обеспечения равномерных свойств.

Химический состав (типичный)

Элемент	Диапазон содержания (мас.%)	Ключевая роль
Кобальт (Co)	Остальное (≥58.0)	Обеспечивает термическую стабильность и коррозионную стойкость
Хром (Cr)	28.0–32.0	Повышает стойкость к окислению и химическим воздействиям
Вольфрам (W)	3.5–5.5	Образует износостойкие карбиды
Углерод (C)	0.9–1.4	Образует карбиды, повышающие стойкость к задирам и абразивному износу
Никель (Ni)	≤3.0	Способствует повышению вязкости
Железо (Fe)	≤3.0	Незначительный остаточный элемент
Марганец (Mn)	≤1.0	Способствует горячей обрабатываемости
Кремний (Si)	≤1.2	Улучшает качество поверхности при горячем формовании

Физические свойства

Свойство	Значение (типичное)	Стандарт/условие испытания
Плотность	8.42 г/см³	ASTM B311
Диапазон плавления	1320–1395°C	ASTM E1268
Теплопроводность	13.0 Вт/м·К при 100°C	ASTM E1225
Удельное электрическое сопротивление	0.95 µΩ·м при 20°C	ASTM B193
Тепловое расширение	13.2 µм/м·°C (20–400°C)	ASTM E228
Удельная теплоемкость	420 Дж/кг·К при 20°C	ASTM E1269
Модуль упругости	205 ГПа при 20°C	ASTM E111

Механические свойства (деформированное состояние после отжига)

Свойство	Значение (типичное)	Стандарт испытания
Твердость	33–43 HRC (отожж.) / до 45 HRC (после старения)	ASTM E18
Предел прочности при растяжении	1050–1200 МПа	ASTM E8/E8M
Предел текучести (0.2%)	550–700 МПа	ASTM E8/E8M
Относительное удлинение	10–20%	ASTM E8/E8M
Ударная вязкость по Шарпи	>20 Дж (с надрезом, комнатная температура)	ASTM E23
Индекс износостойкости	>2.5× по сравнению с нержавеющей сталью 316	ASTM G65

Ключевые характеристики Stellite 6B

Непревзойденная стойкость к задирам: превосходно работает при скользящем контакте металл-металл без смазки, даже в паре «сам с собой».
Превосходная вязкость: в отличие от литых Stellites, 6B сохраняет пластичность, что делает его идеальным для деталей с ударными нагрузками и циклической работой.
Стойкость к коррозии и кавитации: противостоит питтингу, вызванному хлоридами, воздействию морской воды и эрозии в гидросистемах.
Термическая стабильность: сохраняет прочность и износостойкость при температурах до 850°C в окислительных условиях и при термоциклировании.

Сложности и решения при обработке Stellite 6B на станках с ЧПУ

Сложности обработки

Наклеп при резании

Поверхностная твердость быстро возрастает, поэтому требуется постоянный контроль износа инструмента и глубины резания.

Износ инструмента из-за карбидов

Даже в деформированном состоянии дисперсные карбиды при длительной работе ухудшают состояние режущих кромок.

Накопление тепла на вершине инструмента

Низкая теплопроводность может вызывать рост локальной температуры и разрушение покрытия или основы инструмента.

Оптимизированные стратегии обработки

Выбор инструмента

Параметр	Рекомендация	Обоснование
Материал инструмента	Твердый сплав с PVD-покрытием (K30–K40); CBN для чистовой обработки	Обеспечивает баланс вязкости и износостойкости
Покрытие	TiAlN или AlCrN (3–5 µm)	Минимизирует термодиффузионный износ и износ по задней поверхности
Геометрия	Нейтральный передний угол (0°), притупленная режущая кромка 0.03 мм	Предотвращает сколы и образование нароста на кромке

Режимы резания (ISO 3685)

Операция	Скорость (м/мин)	Подача (мм/об)	Глубина резания (мм)	Давление СОЖ (бар)
Черновая обработка	10–18	0.20–0.30	2.0–3.0	100–120
Чистовая обработка	20–28	0.05–0.10	0.5–1.0	120–150

Поверхностная обработка деталей из Stellite 6B после мехобработки

Горячее изостатическое прессование (HIP)

HIP обычно не требуется для деформируемого материала, но может применяться для улучшения микроструктуры у вариантов, полученных порошковой металлургией.

Термообработка

Термообработка может повысить твердость и снять напряжения после мехобработки или сварки.

Сварка сверхсплавов

Сварка сверхсплавов с использованием присадочного материала соответствующего состава сохраняет износо- и коррозионные характеристики сплава при минимальной деградации зоны термического влияния.